Solnechno-Zemnaya Fizika Solnechno-Zemnaya Fizika Солнечно-земная физика 2712-9640 42540 10.12737/szf-72202101 Результаты исследований Results of current research Результаты исследований Diagnostics of plasma jets in the solar corona Диагностика плазменных струй в короне Солнца Анфиногентов Сергей Александрович Anfinogentov Sergey Aleksandrovich anfinogentov@iszf.irk.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Кальтман Татьяна Ильинична Kaltman Tatyana Ilyinichna arles@mail.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Ступишин Алексей Георгиевич Stupishin Alexey Georgievich agstup@yandex.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Накаряков Валерий Михайлович Nakariakov Valery Mihailovich V.Nakariakov@warwick.ac.uk

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Лукичева Мария Александровна Loukitcheva Maria Aleksandrovna m.lukicheva@spbu.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Институт солнечно-земной физики СО РАН Иркутск Россия Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS Irkutsk Russian Federation Специальная астрофизическая обсерватория РАН С.-Петербург Россия Special Astrophysical Observatory RAS St Petersburg Russian Federation Санкт-Петербургский государственный университет С.-Петербург Россия St Petersburg University St. Petersburg Russian Federation Уорикский Университет Ковентри Великобритания University of Warwick Coventry United Kingdom Санкт-Петербургский филиал Специальной астрофизической обсерватории РАН Санкт-Петербург Россия Saint Petersburg branch of Special Astrophysical Observatory RAS Saint Petersburg Russian Federation Специальная астрофизическая обсерватория РАН С.-Петербург Россия Special Astrophysical Observatory RAS St. Petersburg Russian Federation Санкт-Петербургский государственный университет С.-Петербург Россия St Petersburg University St Petersburg Russian Federation Институт исследования солнечной системы Макса Планка Геттинген Германия Max Planck Institute for Solar System Research Göttingen Germany 7 2 3 11 09 03 2021 09 04 2021 https://naukaru.ru/en/nauka/article/42540/view

В статье рассматривается диагностика плазменных струй в короне Солнца по данным современных космических и наземных телескопов, наблюдающих Солнце в крайнем ультрафиолетовом (КУФ) и микроволновом диапазонах. Обсуждаются наблюдательные параметры КУФ- и радиоизлучения в событиях, связанных с плазменными струями, в зависимости от механизма образования, условий излучения и эволюции струй. Показаны возможности изучения солнечной короны, предоставляемые исследованием плазменных струй по наблюдениям одновременно в различных диапазонах. Для ряда струй измерены их первичные параметры и приведены предварительные результаты статистической обработки полученных данных. Подробно рассмотрены микроволновые наблюдения нескольких отдельных событий, выполненные с помощью наземных инструментов РАТАН-600, СРГ и радиогелиографа Нобеяма. Показаны диагностические возможности указанных инструментов при исследовании корональных струй. Для анализа трехмерной структуры коронального магнитного поля использованы данные SDO/HMI, по которым выполнена реконструкция поля в нижней короне. Полученная информация сопоставляется с результатами диагностики магнитного поля в основании короны по данным РАТАН-600. Целью разрабатываемых методов является определение физических механизмов, ответственных за генерацию, коллимацию и динамику плазменных струй в атмосфере Солнца.

The paper discusses the diagnostics of plasma jets in the solar corona with the use of data from modern space- and ground-based telescopes observing the Sun in the extreme ultraviolet (EUV) and micro- wave bands. We examine observational parameters of EUV and radio emission in events associated with plasma jets, depending on the mechanism of formation, initiation conditions, and evolution of the jets. The opportunities provided by the study of plasma jets, which relies on simultaneous observations in different bands, are highlighted. For a number of jets, we have measured their primary parameters; and in this paper we present preliminary results of statistical processing of the data obtained. Microwave observations of several specific events, made by ground-based instruments RATAN-600, SRH, and Nobeyama Radioheliograph, are considered in detail. The diagnostic capabilities of these instruments for studying coronal jets are shown. To analyze the three-dimensional structure of the coronal magnetic field, we have used SDO/HMI data, which allowed for the reconstruction of the field in the lower corona. The information gained is compared with the results of diagnostics of the magnetic field at the base of the corona according to RATAN-600 data. The purpose of the methods developed is to determine the physical mechanisms responsible for the generation, collimation, and dynamics of plasma jets in the solar atmosphere.

 Солнце солнечная корона активные области на Солнце корональные струи микроволновые наблюдения Солнца КУФ-наблюдения Солнца Sun solar corona solar active regions coronal jets microwave observations of the Sun EUV observations of the Sun Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ 18-29-21016 и в рамках государственных заданий САО РАН, ИСЗФ СО РАН и СПбГУ при финансовой поддержке Минобрнауки России. The work was financially supported by RFBR (Grant No. 18-29-21016) and by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (Government Assignments from SAO RAS, ISTP SB RAS, and SPbU)

Богод В.М. Радиотелескоп РАТАН-600 в 24 цикле солнечной активности. I. Новые возможности и задачи. Астрофиз. бюлл. 2011. Т. 66, № 22. C. 207-222. DOI: 10.1134/S1990341311020064. Bogod V.M. RATAN-600 radio telescope in the 24th solar activity cycle. I. New opportunities and tasks. Astrophys. Bull. 2011, vol. 66, no. 2, pp. 190-204. DOI: 10.1134/S1990341311020064. Кальтман Т.И., Накаряков В.М., Анфиногентов С.А. и др. Каталог горячих струй в короне Солнца за 2015-2018 гг. XXIII Всероссийская ежегодная конференция «Солнечная и солнечно-земная физика»: труды. 2019. С. 197-200. DOI: 10.31725/0552-5829-2019-197-200. Cho I., Nakariakov V.M., Moon Y., Lee J., Yu D., Cho K., Yurchyshyn V., Lee H. Accelerating and supersonic density fluctuations in coronal hole plumes: signature of nascent solar winds. Astrophys. J. 2020, vol. 900, no. 2, p. L19. DOI: 10.3847/2041-8213/abb020. Кузьменко И.В. Корональные джеты как причина возникновения микроволновых отрицательных всплесков. Солнечно-земная физика. 2020. Т. 6, № 3. C. 26-32. DOI: 10.12737/stp-63202003. Fleishman G.D., Anfinogentov S., Loukitcheva M., Mysh’yakov I., Stupishin A. Casting the coronal magnetic field reconstruction tools in 3D Using the MHD Bifrost model. Astrophys. J. 2017, vol. 839, no. 1, p. 30. DOI: 10.3847/1538-4357/aa6840. Кузьменко И.В., Гречнев В.В., Уралов А.М. Исследование солнечных эруптивных событий с отрицательными радиовсплесками. Астрон. журн. 2009. Т. 86, № 11. C. 1114-1124. DOI: 10.1134/S1063772909110092. Joshi R., Chandra R., Schmieder B., Moreno-Insertis F., Aulanier G., Nóbrega-Siverio D., Devi P. Case study of multi-temperature coronal jets for emerging flux MHD models. Astron. Astrophys. 2020, vol. 639, p. A22. DOI: 10.1051/0004-6361/202037806. Лесовой С.В., Алтынцев А.Т., Кочанов А.А. и др. Сибирский радиогелиограф: первые результаты. Солнечно-земная физика. 2017. Т. 3, № 1. C. 3-16. DOI: 10.12737/23588. Kaltman T.I., Nakariakov V.M., Anfinogentov S.A., Stupishin A.G., Loukitcheva M.V., Shendrik A.V. Catalogue of hot jets in the solar corona for 2015-2018. Proc. the XXIII All-Russian Annual Conference “Solar and Solar-Terrestrial Physics”. St. Petersburg, 2019, pp. 197-200. DOI: 10.31725/0552-5829-2019-197-200. (In Russian). Ступишин А.Г., Кальтман Т.И., Анфиногентов С.А. О методике выделения струй в однородных временных сериях изображений Солнца. XXIV Всероссийская ежегод- ная конференция «Солнечная и солнечно-земная физика»: труды. 2020. C. 285-288. DOI: 10.31725/0552-5829-2020-285-288. Kudriavtseva A.V., Prosovetsky D.V. White-light polar jets on rising phase of solar cycle 24. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2019, vol. 193, p. 105039. DOI: 10.1016/j.jastp.2019.05.003. Cho I., Nakariakov V.M., Moon Y., et al. Accelerating and supersonic density fluctuations in coronal hole plumes: signature of nascent solar winds. Astrophys. J. 2020. Vol. 900, no. 2. P. L19. DOI: 10.3847/2041-8213/abb020. Kuz’menko I.V., Grechnev V.V., Uralov A.M. A study of eruptive solar events with negative radio bursts. Astron. Reports. 2009, vol. 53, no. 11, pp. 1039-1049. DOI: 10.1134/S1063772909110092. Fleishman G.D., Anfinogentov S., Loukitcheva M., et al. Casting the coronal magnetic field reconstruction tools in 3D using the MHD Bifrost model. Astrophys. J. 2017. Vol. 839, no. 1. P. 30. DOI: 10.3847/1538-4357/aa6840. Kuzmenko I.V. Coronal jets as a cause of microwave negative bursts. Solar-Terr. Phys. 2020, vol. 6, no 3, pp. 23-28. DOI: 10.12737/stp-63202003. Joshi R., Chandra R., Schmieder B., et al. Case study of multi-temperature coronal jets for emerging flux MHD models. Astron. Astrophys. 2020. Vol. 639. P. A22. DOI: 10.1051/0004-6361/202037806. Lesovoi S., Altyntsev A., Kochanov A., Grechnev V., Gubin A., Zhdanov D., et al. Siberian Radioheliograph: first results. Solar-Terr. Phys. 2017, vol. 3, no. 1, pp. 3-18. DOI: 10.12737/article_58f96ec60fec52.86165286. Kudriavtseva A.V., Prosovetsky D.V. White-light polar jets on rising phase of solar cycle 24. J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2019. Vol. 193. P. 105039. DOI: 10.1016/j.jastp.2019.05.003. Nakajima H., Nishio M., Enome S., Shibasaki K.; Takano T., Hanaoka Y., et al. The Nobeyama Radioheliograph. Proc. IEEE. 1994, vol. 82, no. 5, p. 705-713. Nakajima H., Nishio M., Enome S., et al. The Nobeyama radioheliograph. Proc. IEEE. 1994. Vol. 82, no. 5. P. 705-713. Nisticò G., Zimbardo G., Patsourakos S., Bothmer V., Nakariakov V.M. North-south asymmetry in the magnetic deflection of polar coronal hole jets. Astron. Astrophys. 2015, vol. 583. p. A127. DOI: 10.1051/0004-6361/201525731. Nisticò G., Zimbardo G., Patsourakos S., et al. Northsouth asymmetry in the magnetic deflection of polar coronal hole jets. Astron. Astrophys. 2015. Vol. 583. P. A127. DOI: 10.1051/0004-6361/201525731. Pesnell W.D., Thompson B.J., Chamberlin P.C. The Solar Dynamics Observatory (SDO). Solar Phys. 2012, vol. 275, no. 1-2, pp. 3-15. DOI: 10.1007/s11207-011-9841-3. Pesnell W.D., Thompson B.J., Chamberlin P.C. The Solar Dynamics Observatory (SDO). Solar Phys. 2012. Vol. 275, no. 1-2. P. 3-15. DOI: 10.1007/s11207-011-9841-3. Raouafi N.E., Patsourakos S., Pariat E., Young P.R., Sterling A.C., Savcheva A., et al. Solar coronal jets: observations, theory, and modeling. Space Sci. Rev. 2016, vol. 201, no. 1-4, pp. 1-53. DOI: 10.1007/s11214-016-0260-5. Raouafi N.E., Patsourakos S., Pariat E., et al. Solar coronal jets: observations, theory, and modeling. Space Sci. Rev. 2016. Vol. 201, no. 1-4. P. 1-53. DOI: 10.1007/s11214-016-0260-5. Stupishin A.G., Kaltman T.I., Anfinogentov S.A. On the method for selecting jets in homogeneous time series of images of the Sun. Proc. the XXIV All-Russian Annual Conference “Solar and Solar-Terrestrial Physics”. St. Petersburg, 2020, pp. 285-288. DOI: 10.31725/0552-5829-2020-285-288. (In Russian). Yu D.J., Nakariakov V.M. Excitation of negative energy surface magnetohydrodynamic waves in an incompressible cylindrical plasma. Astrophys. J. 2020. Vol. 896, no. 1. P. 21. DOI: 10.3847/1538-4357/ab8d3c. Yu D.J., Nakariakov V.M. Excitation of negative energy surface magnetohydrodynamic waves in an incompressible cylindrical plasma. Astrophys. J. 2020, vol. 896, no. 1, p. 21. DOI: 10.3847/1538-4357/ab8d3c. Zhang Q.M., Ji H.S. Blobs in recurring extreme-ultraviolet jets. Astron. Astrophys. 2014. Vol. 567. P. A11. DOI: 10.1051/0004-6361/201423698. Zhang Q.M., Ji H.S. Blobs in recurring extreme-ultraviolet jets. Astron. Astrophys. 2014, vol. 567, p. A11. DOI: 10.1051/0004-6361/201423698. Zimovets I.V., Nakariakov V.M. Excitation of kink oscillations of coronal loops: statistical study. Astron. Astrophys. 2015. Vol. 577. P. A4. DOI: 10.1051/0004-6361/201424960. Zimovets I. V., Nakariakov V.M. Excitation of kink oscillations of coronal loops: statistical study. Astron. Astrophys. 2015, vol. 577, p. A4. DOI: 10.1051/0004-6361/201424960. URL: http://spbf.sao.ru/coronal-jets-catalog (дата обращения 9 марта 2021 г.). URL: http://spbf.sao.ru/coronal-jets-catalog (accessed March 9, 2021). URL: https://ckp-rf.ru/ckp/3056 (дата обращения 9 марта 2021 г.). URL: https://ckp-rf.ru/ckp/3056 (accessed March 9, 2021).